精做26 多用电表原理及使用1.(2017·新课标全国Ⅱ卷)图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。
图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。
虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。
该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。
(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。
若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。
(结果均保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1 100 Ω 2.95 V【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。
在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同。
2.(2016·上海卷)在“用多用表测电阻、电流和电压”的实验中(1)(多选题)用多用表测电流或电阻的过程中(A)在测量电阻时,更换倍率后必须重新进行调零(B)在测量电流时,更换量程后必须重新进行调零(C)在测量未知电阻时,必须先选择倍率最大挡进行试测(D)在测量未知电流时,必须先选择电流最大量程进行试测(2)测量时多用表指针指在如图所示位置。
若选择开关处于“10 V”挡,其读数为V;若选择开关处于“×10”挡,其读数为 200 Ω(选填:“大于”,“等于”或“小于”)。
【答案】(1)AD (2)5.4 小于【解析】(1)多用电表测量电阻时,更换倍率后都必须重新进行欧姆调零,选项A正确;测量电流前需要进行机械调零,更换量程时不需要进行再次调零,选项B错误;在测量未知电阻时,必须先用电压表测试电阻内是否带有电源,再大致估计电阻大小选择大致倍率,故选项C错误;在测量未知电流时,必须选择电流最大量程进行试测,避免电表烧坏,故选项D正确。
(2)若选择开关处于“10 V”挡,则电表的最小刻度为0.2 V,此时读数为5.4 V;若选择开关处于“×10”挡,欧姆表的中央刻度为15,此时指针指示未知但小于15,所以读数应该小于150 Ω,故小于200 Ω。
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键,在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和正确使用。
3.某学习小组在练习使用多用电表的同时,对多用电表进行了探究(以下问题中均使用同一多用电表)。
(1)该学习小组先使用多用电表测量电压,若选择开关处在“10 V”挡位,指针的位置如图1所示,则测量结果为 V 。
(2)然后学习小组对多用电表进行了探究,将多用电表选择开关旋至某倍率欧姆挡,测未知电阻值的电路如图2所示,通过查找资料,了解到表头G 的满偏电流为10 mA ,并通过测量作出了电路中电流I 与待测电阻阻值R x 关系图像如图3所示,由此可确定电池的电动势E = V ,该图像的函数关系式为I= 。
综上可判定学习小组使用了多用电表 倍率的欧姆挡。
A .×1B .×10C .×100D .×1k 【答案】(1)4.6 (2)1.5 xR 1505.1 B【名师点睛】本题考查了用欧姆表测电阻的方法、多用电表读数;对多用电表读数时,要先根据选择开关位置确定其所测量的量与量程,然后确定其分度值,再根据指针位置读数,读数时视线要与电表刻度线垂直。
4.某学生实验小组利用图甲所示电路,测量多用电表内电池的电动势和“×100Ω”挡内部电路的总电阻.使用的器材有:A.多用电表;B.毫安表:量程6 mA;C.滑动变阻器:最大阻值2 kΩ;D.导线若干。
实验步骤如下:(1)将多用电表挡位调到电阻“×100Ω”挡,再将红表笔和黑表笔短接,调零点。
(2)将图甲中多用电表的黑表笔和______(选填“1”或“2”)端相连,红表笔连接另一端。
(3)将滑动变阻器的滑片调到适当位置,使这时毫安表的示数为3 mA,多用电表的示数如图乙所示,多用电表的示数为________Ω。
(4)调节滑动变阻器的滑片,使其接入电路的阻值为零。
此时毫安表的示数3.75 mA。
从测量数据可知,毫安表的内阻为_______Ω。
(5)多用电表电阻挡内部电路可等效为由一个无内阻的电池、一个理想电流表和一个电阻串联而成的电路,如图丙所示。
根据前面的实验数据计算可得,此多用电表内电池的电动势为_____V,电阻“×100”挡内部电路的总电阻为_____Ω。
【答案】(2)1 (3)1 500 (4)900 (5)9 1 500【解析】红正黑负,电流从红表笔流入电表,从黑表笔流出电表;欧姆表读数等于倍率乘以表盘读数;根据多用电表的性质,明确中性电阻即为电源内阻;而欧姆表测量的是外电路的总电阻,分别对电流为3 mA和3.75 mA进行分析,由闭合电路欧姆定律列式即可求得电流表内阻即电源的电动。
(2)红进黑出,黑表笔应接电流表正极,即接1;5.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。
(1)如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图。
虚线框中S为一个单刀多掷开关,通过操作开关,接线柱B可以分别与触点1、2、3接通,从而实现使用多用电表测量不同物理量的不同功能。
关于此多用电表,下列说法中正确的是________。
(选填选项前面的字母)A.当S接触点1时,多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔B.当S接触点2时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔C.当S接触点2时,多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔D.当S接触点3时,多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是红表笔(2)用实验室的多用电表进行某次测量时,指针在表盘的位置如图6所示。
A.若所选挡位为直流50 mA挡,则示数为_______mA。
B.若所选挡位为电阻×10Ω挡,则示数为;(3)用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后,需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻。
在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前,请选择以下必须的步骤,并按操作顺序逐一写出步骤的序号:________________________。
A.将红表笔和黑表笔接触B.把选择开关旋转到“×100”位置C.把选择开关旋转到“×1k”位置D.调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点(4)某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀,分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值R x关系,他们分别画出了如图所示的几种图象,其中可能正确的是___。
(选填选项下面的字母)【答案】(1)AC (2)21.0(21同样得分) 1.9×102(190同样得分)(3)BAD (4)AC 【解析】(1)当S接触点1时,电流计和电阻并联,故多用电表处于测量电流的挡位,其中接线柱B 接的是黑表笔,选项A正确;当S接触点2时,因为有电源,故多用电表处于测量电阻的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔,选项B错误,C正确;当S接触点3时,电流计与电阻R3串联,故多用电表处于测量电压的挡位,其中接线柱B接的是黑表笔,选项D错误;故选AC;(4)根据闭合电路的欧姆定律可得:有截距,选项A正确,BC正确,D错误。
6.使用多用电表测量电阻时,多用电表内部的电路可以等效为一个直流电源(一般为电池)、一个电阻和一表头相串联,两个表笔分别位于此串联电路的两端。
现需要测量多用电表内电池的电动势,给定的器材有:待测多用电表,量程为60 mA的电流表,电阻箱,导线若干。
实验时,将多用电表调至×1Ω挡,调好零点;电阻箱置于适当数值。
完成下列填空:(1)仪器连线如图l所示(a和b是多用电表的两个表笔)。
若两电表均正常工作,则表笔a为____(填“红”或“黑”)色;(2)若适当调节电阻箱后,图1中多用电表、电流表与电阻箱的示数分别如图2(a),(b),(c)所示,则多用电表的读数为____Ω。
电流表的读数为_____mA,电阻箱的读数为____Ω;(3)将图l中多用电表的两表笔短接,此时流过多用电表的电流为____mA;(保留3位有效数字);(4)计算得到多用电表内电池的电动势为______V。
(保留3位有效数字)【答案】(1)黑(2)14.0 53.0 4.6 (3)102 (4)1.54【解析】(1)多用电表在使用时必须使电流从红表笔(正接线柱)流进,黑表笔(负接线柱)流出,串联的电流表也必须使电流从正接线柱流进,负接线柱流出,所以可以判断电流是从a表笔流出的为黑表笔。
(2)多用电表用×1倍率测量,读数为14.0×1=14.0 Ω,电流表的量程是60 mA,所以不能在表盘上直接读数,需要改装为10,20,30,40,50,60的表盘,然后读数为53.0 mA,电阻箱的读数为0×100+0×10+4×1+6×0.1=4.6 Ω;(3、4)多用电表测量电阻的原理是闭合电路的欧姆定律,多用电表内部的电路等效的直流电源(一般为电池)、电阻、表头与待测电阻串联,当表头短接时电路电流最大为表头的满偏电流,将g R 取为g r r R ++为多用电表的内阻,当待测电阻等于g R 时,这时表头半偏,表针指在欧姆表盘的中值上,所以g R 又称为中值电阻。
当选择×1倍率测量时中值电阻直接在欧姆表盘上读数为15 Ω。
在(2)中多用电表外的电阻为多用电表的读数14.0 Ω,干路电流是53.0 mA ,则电源电动势是()()0.0531514V 1.54V E I R R =+=⨯+=内外。
则满偏电流 【名师点睛】当用多用电表测电阻时,电源在表内,要使电流从图中电流表正极流进,从负极流出,因此表笔a 连接电源的正极,所以表笔a 为黑色的。